一种基于全球卫星导航系统的变电站接地网测试电极定位仪技术方案

本实用新型专利技术涉及一种基于全球卫星导航系统的变电站接地网测试电极定位仪，其特点是：它包括壳体、控制面板、单片机模块、显示模块、全球卫星导航系统定位模块、无线通信模块和电源模块，所述壳体的正面设置控制面板，在壳体内设置所述单片机模块、所述显示模块、所述全球卫星导航系统定位模块、所述无线通信模块和所述电源模块，显示模块的显示屏置于控制面板的上方，电源模块同时为控制面板、显示模块、全球卫星导航系统定位模块、单片机模块和无线通信模块程供电。具有结构简单、功能强大、小巧灵活、使用方便、定位准确、适用范围广、显示直观精度准、省时省力效率高的优点。

A Test Electrode Locator for Substation Grounding Grid Based on Global Satellite Navigation System

The utility model relates to a test electrode positioner for substation grounding grid based on global satellite navigation system, which is characterized by: a shell, a control panel, a single chip computer module, a display module, a global satellite navigation system positioning module, a wireless communication module and a power supply module. The front of the shell is provided with a control panel, and the single chip computer module and the power supply module are set in the shell. The display module, the positioning module of the global satellite navigation system, the wireless communication module and the power supply module, the display screen of the display module is placed above the control panel, and the power supply module simultaneously supplies power for the control panel, the display module, the positioning module of the global satellite navigation system, the single chip computer module and the wireless communication module. The utility model has the advantages of simple structure, powerful function, compact and flexible operation, convenient use, accurate positioning, wide application scope, accurate visual display, time saving and labor saving, and high efficiency.

【技术实现步骤摘要】
一种基于全球卫星导航系统的变电站接地网测试电极定位仪
本技术涉及通信领域，是一种基于全球卫星导航系统的变电站接地网测试电极定位仪，能够通过全球卫星导航系统确定变电站接地网电阻测试中电位极和电流极打桩位置。
技术介绍
本技术涉及的电极定位是指确定变电站接地网电阻测量时电位极和电流极的位置，即电压桩和电流桩的打桩位置，桩点位置选取见图1。计算变电站接地网电阻时需要测量电位极到接地装置的直线距离dPG和电流极到接地装置的直线距离dCG以及两条直线间的夹角θ等数据，再结合地网电阻测试仪上显示的电压值和电流值，利用接地阻抗公式(1)和(2)进行计算，测量接线图见图2，接地阻抗公式：式中：Z′—接地阻抗；U—电位桩到接地装置之间的电压；Ig—流过电流测试引线的电流；θ—电流线和电位线的夹角；Z—接地阻抗的修正值；D—接地网对角线长度。通常电流桩C与被试接地装置边缘的距离dCG应为地网对角线长度D的4～5倍，当远距离放线有困难时，在土壤电阻率均匀地区dCG可取2D，在土壤电阻率不均匀地区可取3D；电位桩P与被试接地装置边缘的距离dPG为(50％～60％)dCG。在放线时，应使电流引线和电压引线保持尽量远的距离，以减小电磁耦合对测试结果的影响。现场测量时，电位极和电流极到接地装置的直线距离以及两条直线间的夹角主要通过两种方式测量，一是根据现场参照物估测，二是通过经纬仪精测，但无论哪一种方式都存在着技术缺陷：(1)根据现场参照物进行距离和角度估测的方式较为普遍，多用于现役变电站地网电阻的定检。按照《DL/T475-2017接地装置特性参数测量导则》要求，电流桩与被试接地装置边缘的距离为地网对角线长度D的4～5倍，即使是土壤电阻率均匀地区该距离也至少应在2D～3D，对于220kV变电站，该距离为1000～2000米，甚至更远，电压桩与被试接地装置边缘的距离也接近千米，估测数值偏差较大。此外，两条直线间的夹角θ接近300时测量结果最接近于真实值，但通过目测来确定300的线间夹角偏差也会很大。因此，多项参数的估测代入公式进行计算将大大降低测量结果的准确度，不能对地网接地状况做出准确判断。(2)采用经纬仪精确测量是通过经纬仪和塔尺配合使用，可以精确测量电位桩和电流桩到接地装置的直线距离以及两条直线间的夹角θ等数据，计算结果精度高。但由于现役变电站设备间隔多，通视性差，且安全距离要求严格，不利于架设塔尺，因此，此方法只适用于通视性良好且处于基础建设阶段的新建变电站。(3)最新发布修订版《DL/T475-2017接地装置特性参数测量导则》要求，大型接地装置接地阻抗测试在交接试验完成后，宜5～6年测试一次接地阻抗，现有技术无法满足变电站地网电阻测量工作的准确性和同一变电站历次测量位置的重复性。基于变电站地网电阻测量的上述状况，采用全球卫星导航系统定位可以显著提高测量过程中电位极和电流极到接地装置的直线距离以及两条直线间的夹角的计算精度，保证布线符合测试标准要求，且布线人员便于准确选择电流极和电位极位置。本技术将显著提高变电运检工作者在测量地网电阻时操作过程的安全性和测量结果的精确性。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是：克服现有技术的缺点，针对大地网接地阻抗测试要求,提供一种基于全球卫星导航系统的变电站接地网测试电极定位仪，用来确定电位极和电流极打桩位置距试验参考点的直线距离以及两条直线的夹角，保证布线符合测试标准要求。本技术解决技术问题的技术方案是：一种基于全球卫星导航系统的变电站接地网测试电极定位仪，其特征是：它包括壳体、控制面板、单片机模块、显示模块、全球卫星导航系统定位模块、无线通信模块和电源模块，所述壳体的正面设置控制面板，在壳体内设置所述单片机模块、所述显示模块、所述全球卫星导航系统定位模块、所述无线通信模块和所述电源模块，显示模块的显示屏置于控制面板的上方，电源模块同时为控制面板、显示模块、全球卫星导航系统定位模块、单片机模块和无线通信模块程供电。所述电源模块包括第一供电模块和第二供电模块，所述第一供电模块为控制面板、显示模块、全球卫星导航系统定位模块和单片机模块供电，所述第二供电模块为无线通信模块供电。所述单片机模块、控制面板、显示模块、全球卫星导航系统定位模块和无线通信模块的连接关系是：单片机模块与控制面板单向信号连接以接收信号、与显示模块单向信号连接以输出信号，单片机模块同时与全球卫星导航系统定位模块和无线通信模块双向信号连接。所述单片机为STM32F407VET6型单片机。所述全球卫星导航系统定位模块为Neo-7m-----UbloxGPS芯片。所述无线通信模块为Sx1278-----UbloxGPS芯片。所述电源模块为Lm1117-3.3-----3.3V稳压芯片。本技术的工作过程是：1初次确定变电站接地网电阻测试中电位极和电流极打桩位置：1)本技术的定位仪先在初步预定的大地网的接地装置参考点处接收全球卫星导航系统的经纬度信息，进行本技术定位仪的第一次定位，得到大地网的接地装置参考点的经纬度信息；2)将本技术定位仪移动至初步预定的电位桩或/和电流桩位置，再次接收全球卫星导航系统的经纬度信息，进行本技术定位仪的第二次定位，得到电位桩位置的经纬度信息和电流桩位置的经纬度信息；3)然后计算大地网的接地装置参考点到电位桩位置与大地网的接地装置参考点到电流桩位置的夹角θ；4)根据计算结果，调整初步预定的大地网的接地装置参考点、初步预定的电位桩位置和电流桩位置，直至得到符合要求的夹角θ；5)分别提取步骤4)获得的初步预定的大地网的接地装置参考点、初步预定的电位桩位置和电流桩位置的经纬度信息，作为确定的大地网的接地装置、电位桩位置和电流桩位置的经纬度信息，并将获得的结果用于公式(1)和公式(2)，计算得出变电站接地网的接地阻抗；6)将步骤5)获得的大地网的接地装置的经纬度信息、电位桩的经纬度信息和电流桩的经纬度信息以及夹角θ和计算得出的变电站接地网的接地阻抗值储存；2重复测量变电站接地网的接地阻抗时，确定变电站接地网电阻测试中电位极和电流极打桩位置：1)重复测量变电站接地网的接地阻抗时，先调出本技术定位仪储存的初次大地网的接地装置的经纬度信息、初次电位桩的经纬度信息和电流桩的经纬度信息以及夹角θ信息；2)移动本技术定位仪，根据步骤1)提供的经纬度信息、同时接收全球卫星导航系统的经纬度信息，当步骤1)提供的经纬度信息与接收的全球卫星导航系统的经纬度信息匹配时，即可确定大地网的接地装置位置，进行第一次定位；3)根据步骤1)提供的经纬度信息、同时接收全球卫星导航系统的经纬度信息，当步骤1)提供的经纬度信息与接收的全球卫星导航系统的经纬度信息匹配时，即可分别确定电位桩位置和电流桩位置，进行再次定位；4)然后按照步骤1的3)～5)操作，进行变电站接地网的接地阻抗测量；5)将步骤4)获得的变电站接地网的接地阻抗值储存与步骤1的初次变电站接地网的接地阻抗值比对，评价变电站接地网的状态；6)将步骤4)获得的电位桩的经纬度信息和电流桩的经纬度信息以及夹角θ和计算得出的变电站接地网的接地阻抗值储存；7)第二次及以后重复测量变电站接地网的接地阻抗时，先调出本技术定位仪的储存的电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于全球卫星导航系统的变电站接地网测试电极定位仪，其特征是：它包括壳体、控制面板、单片机模块、显示模块、全球卫星导航系统定位模块、无线通信模块和电源模块，所述壳体的正面设置控制面板，在壳体内设置所述单片机模块、所述显示模块、所述全球卫星导航系统定位模块、所述无线通信模块和所述电源模块，显示模块的显示屏置于控制面板的上方，电源模块同时为控制面板、显示模块、全球卫星导航系统定位模块、单片机模块和无线通信模块程供电；所述单片机模块、控制面板、显示模块、全球卫星导航系统定位模块和无线通信模块的连接关系是：单片机模块与控制面板单向信号连接以接收信号、与显示模块单向信号连接以输出信号，单片机模块同时与全球卫星导航系统定位模块和无线通信模块双向信号连接。

【技术特征摘要】
1.一种基于全球卫星导航系统的变电站接地网测试电极定位仪，其特征是：它包括壳体、控制面板、单片机模块、显示模块、全球卫星导航系统定位模块、无线通信模块和电源模块，所述壳体的正面设置控制面板，在壳体内设置所述单片机模块、所述显示模块、所述全球卫星导航系统定位模块、所述无线通信模块和所述电源模块，显示模块的显示屏置于控制面板的上方，电源模块同时为控制面板、显示模块、全球卫星导航系统定位模块、单片机模块和无线通信模块程供电；所述单片机模块、控制面板、...

【专利技术属性】
技术研发人员：葛猛，蔺树全，常群，孙振胜，杨伟龙，迟作为，姜成，李哲，张国超，顾磊，李棕，陈若兴，吕青峰，
申请(专利权)人：国家电网公司，国网吉林省电力有限公司吉林供电公司，国网吉林省电力有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11